Коллективные движения атомов в кристаллах

Математическое моделирование. 2023. Т. 35. № 6. С. 37–50.

Норман Г. Э., Флейта Д. Ю., Негодин В. Д.

Исследуются коллективные движения атомов в молекулярно-динамической модели
классического леннард-джонсовского монокристалла при нагреве до спинодального
распада и последующего охлаждения расплава до спонтанной кристаллизации.
Обнаружен гистерезис степени коллективности движений атомов. Для изучения
коллективности движения атомов в кристаллах применяется новый численный метод,
основанный на использовании четырёхточечного коррелятора. Этот коррелятор
имеет смысл среднего косинуса угла между векторами смещений двух первоначально
близких атомов за время τ. Обнаружены две особенности: (а) коррелятор возрастает
при нагреве монокристалла; (б) коррелятор для поликристалла, образовавшегося при
кристаллизации, оказался выше, чем для исходного монокристалла. Построены
распределения значений коррелятора по углам между смещениями. Выделены два
вклада в движение атомов: анизотропный, не зависящий от температуры, и практически
изотропный, распределение по углам которого имеет вид распределения Больцмана.
Вычислены энергии возбуждений, соответствующих второму вкладу.

Ключевые слова: корреляционные функции, correlation function, классическая молекулярная динамика, classical molecular dynamics